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新型椭圆矢量空心光束中瑞利粒子的操控

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摘要

粒子的光操控在基础研究以及应用研究中有广泛的需求。椭圆矢量空心光束是一种光束横截面分布为非对称椭圆空心的矢量光束,椭圆空心区域可以用于粒子的操控。本文提出利用椭圆矢量空心光束实现瑞利粒子非对称操控的方案。理论上计算了实验上产生的椭圆矢量空心光束对放置其中的瑞利粒子作用的散射力和梯度力。光梯度力是由于光束强度分布不均匀而对粒子产生的作用,其大小与光梯度成正比,方向为光束的梯度方向;光散射力是由于粒子对光场产生散射,光场将动量传递给粒子所产生的,其大小与光强大小成正比,方向为光传播的方向。本文中使用实验上产生的椭圆矢量空心光束为操控光束,以乙酰苯液体中水分子团为研究对象进行相关粒子囚禁动力学理论分析,并采用Monte-Carlo方法进行相关模拟。理论研究结果表明,瑞利粒子在椭圆矢量空心光束中所受散射力的大小远远小于梯度力,选择合适的光强可以将粒子囚禁在光束非对称空心部分。该方案在原子分子物理、生物物理、量子光学等方面具有广阔的应用前景。

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补充资料

DOI:10.3788/lop56.052602

作者单位:

    华东师范大学物理系
    华东师范大学物理系
    华东师范大学物理系
    华东师范大学物理系
    华东师范大学物理系

引用该论文

曹萌,周婧雯,汤继鸿,裴春莹,尹亚. 新型椭圆矢量空心光束中瑞利粒子的操控[J].激光与光电子学进展,2019,56(05):052602.